Парові турбіни як основний двигун на теплових електростанціях

З підвищенням початкових параметрів пари і одиничної потужності агрегатів знову актуальним стало питання про вибір типу паророзподілу парових турбін. Це завдання не може вирішуватися у відриві від питання про передбачувані режимах роботи турбіни. Дросельне паророзподіл дозволяє забезпечити найбільшу економічність при розрахунковому режимі. Як показали розрахунки, виконані в ЛПІ спільно з ЛМЗ застосування дросельного паророзподілу для турбіни К-200-130 замість соплового із заміною регулювальної ступені трьома ступенями тиску знижує питома витрата тепла по машинному залу електростанції при номінальному режимі приблизно на 0,3%, а для турбіни До-300-240 - на 0,4%. Таке підвищення економічності рівносильно збільшенню ККД регулювальної ступені приблизно на 2%.

Сопловий  паророзподіл, поступаючись дросельного  при номінальному режимі, перевершує його в економічності при часткових навантаженнях (у розглянутих прикладах - при навантаженнях, менших 90% від номінальної). Один з істотних недоліків соплового паророзподілу при високих параметрах пари полягає в тому, що внаслідок різного дроселювання пари в регулювальних клапанах при їх неоднакове відкритті температури потоків пара, що йдуть через ці клапани, можуть значно відрізнятися. Так, наприклад, при початкових параметрах 400 бар, 650 ° С температура пара за клапаном, відкритим на 10%, виявляється на 180 ° С нижче температури пари за повністю відкритими клапанами.

Така неоднорідність потоку і пов'язаний з нею нерівномірний нагрів статора турбіни можуть бути причиною значних температурних напружень і викривлення корпусу. Для усунення нерівномірності параметрів пари перед різними групами сопів застосовується одночасний впуск пари в кілька груп сопел; при цьому сопловий паророзподіл наближається до дросельного, і різниця в економічності часткових режимів між ними зменшується.

У той же час потужності регулювальних ступенів найбільших парових турбін досягли  надзвичайної величини. Наприклад, в турбіні ЛМЗ До-800-240 її потужність становить близько 50000 кВт. Проектування робочих лопаток такого ступеня для умов нестаціонарного потоку стає украй скрутним. З цих причин для блоків потужністю 1000 МВт і вище перевага віддається дросельного паророзподіл.

Істотна перевага дросельного паророзподілу з  повним підведенням пара - поліпшення вібраційних характеристик лопаток першого ступеня. Дросельне паророзподіл з повним підведенням пара починає все ширше застосовуватися для потужних парових турбін. З таким паророзподілом виконані турбіни потужністю 1000 і 1150 МВт в США. Дросельне парораспре розподіл має турбіна потужністю 1300 МВт, проектована швейцарською фірмою «Броун-Бовері» для США. У нових проектах турбін потужністю 1200-1600 МВт ЛМЗ також передба чати дросельне паророзподіл.

Список літератури

1. Щегляєв А.В. Парові турбіни. (Теорія теплового процесу і конструкція турбін) Вид. 4-е, переробці. М., «Енергія», 1967.

2. Кирилов І.І., Іванов В.А., Кирилов А.І. Парові турбіни та двигуни установки. - Л.: Машинобудування. Ленінгр. Отд-ня, 1978. - 276 с., Іл.

3. Трухнов А.Д., Ломакін Б.В. Теплофікаційні парові турбіни і турбоустановки: Навчальний посібник для вузів. - М.: Видавництво МЕІ, 2002. - 540 с.: Іл., Вкладки

4. Іванов В.А. Стаціонарні і перехідні режими потужних паротурбінних Установок. - М., «Енергія», 1971.

5 Смоленський  О.М. Парові і газові турбіни. Підручник для технікумів. М., «Машинобудування», 1977

6. Самойлович Г.С. Сучасні парові турбіни. - М., «Державне енергетичне видавництво», 1960

7. Бесчінскій А.А., Доллежаль Н.А. Сучасні проблеми енергетики. - М., «Вища школа», 1984.

8. Теплоенергетика № 1, 1998

9. Тези доповідей на Всесоюзній науково-технічній конференції «Проблеми вдосконалення сучасних парових турбін». Випуск 183 (додатковий). Калуга, 1972